Sekizinci Bölüm: Ürün Yapısı ve Şekillendirme İşlemleri
Soğuk başlıkta sıkça karşılaşılan bir durum vardır:
Aynı malzeme sınıfı ve aynı ebat kullanılarak sıradan cıvatalar üretildiğinde süreç sorunsuz ilerler; ancak büyük başlı, ince flanşlı, derin delikli veya çok kademeli ürünler üretilmeye başlandığında doldurma yetersizliği, katlanmalar, eksantriklik hatta çatlaklar gibi problemler ortaya çıkmaya başlar.
Bu durumda pek çok kişinin ilk tepkisi şudur: Acaba bu malzeme partisi mi sorunludur?
Aslında malzeme değişmemiştir; değişen, ürünün ona “nasıl hareket etmesini” istediği yönündedir.
Soğuk başlık işlemi yalnızca çeliği kısaltmakla sınırlı değildir; sınırlı miktardaki malzemeyi, ürün yapısına uygun şekilde yeniden dağıtır.
Bu bölümde malzeme, kaplama ve ekipman konularına henüz girmeyecek, sadece ürün yapısı ile şekillendirme işlemlerinin malzeme akışını nasıl değiştirdiği üzerinde durulacaktır.
Çok istasyonlu şekillendirme yol haritasının şematik gösterimi: Her istasyon yalnızca malzeme transferinin belirli bir kısmını gerçekleştirir.
I. Soğuk başlık sırasında malzeme nereye gider?
Soğuk başlık sürecinde malzeme ne artar ne de kaybolur; yalnızca bir noktadan diğerine doğru akış gösterir.
Kafada oluşan fazla malzeme, eski şaft yönündeki yarı mamul parçadan gelir; flanş çapının büyümesi, malzemenin merkezden dışarı doğru akması gerektiğini ifade eder; üründe iç delik gerekliliği söz konusu olduğunda ise malzeme, delme mandalını çevreleyerek deliğin çevresine yeniden dağıtılır.
Soğuk başlığı, malzemenin rotasını planlamak olarak düşünebiliriz:
Hangisi öne doğru akar;
Hangisi dışa doğru akar;
Hangi konum önce deforme olur;
Hangi konum daha sonra şekillendirilir;
Tümü tek seferde mi yoksa birkaç istasyonda mı tamamlanır?
Rota ne kadar doğrudan ve değişim ne kadar yumuşak olursa, malzemenin homojen biçimde şekillenmesi o kadar kolaylaşır; rota ne kadar uzun ve dönüşler ne kadar keskin olursa, lokal anomalilerin oluşma ihtimali o kadar artar.
II. Hangi ürün yapıları malzeme akışını daha zorlayıcıdır?
1. Kafa büyük, şaft ince
Kafa hacmi ne kadar büyük olursa, şafttan oraya aktarılması gereken malzeme miktarı da o kadar artar.
Eğer büyük bir miktar malzeme birden kafaya yönlendirilirse, merkez bölgesi hızla dolarken dış kenarlar henüz eşit şekilde açılmamış olabilir; sonuç olarak doldurma yetersizliği, yerel katlanmalar veya kenar çatlamaları görülebilir.
2. Flanş çapı büyük, kalınlığı ise çok ince
İnce flanş az malzeme gerektiriyor gibi görünse de, gerçekte şekillendirmesi oldukça zordur.
Malzeme hem dışa doğru uzun mesafe boyunca akmalı hem de flanşın kalınlığını eşit tutmalıdır. Merkez bölgesi ile dış kenarların akışı senkronize olmadığından, dış kenarlar genellikle zayıf bölgeler haline gelir.
Bu nedenle, büyük flanşlı ürünlerde yalnızca son çapa bakmak yeterli değildir; malzemenin dış kenara adım adım nasıl ulaştırıldığına da dikkat edilmelidir.
3. Kademe değişimi ani, geçiş bölümleri çok keskin
Ürünün kalın çaptan aniden ince çapa geçmesi ya da ardışık bölümler arasında yeterince yumuşak geçişin sağlanmaması, malzemenin adeta ani bir virajla karşılaşmasına benzer.
Malzemenin bir kısmı engellenir, diğer kısmı ise ilerlemeye devam eder; aradaki sınır bölgesinde birikmeler, katlanmalar veya şekil bozuklukları meydana gelebilir.
4. Derin delikler, ince uzun delikler veya ince cidarlı yapılar
İç delik açılırken malzeme kaybolmaz; delme mandalı tarafından çevreye itilir.
Delik ne kadar derin, cidar ne kadar ince olursa, malzeme dağılımı için gereken hassasiyet de o kadar artar. Eğer önceki işlem aşamasında gerekli hazırlıklar yapılmamışsa, sonraki aşamada zorla şekillendirme yapılması cidar kalınlığında düzensizlik, delik pozisyonunda kayma veya lokal hasarlara yol açabilir.
III. Neden her şeyi tek bir işlem adımıyla tamamlamak mümkün değildir?
Sade ürünler tek seferde şekillendirilebilir; çünkü malzemenin hareket mesafesi kısadır ve akış yönü de nispeten tek yönlüdür.
Karmaşık ürünler için de “tek seferde” üretim hedeflenirse, bu çok sayıda aracın aynı anda dar bir kavşaktan geçmeye çalışmasına benzer: Varış noktası belirli olsa da, araçların dönüşlerini gerçekleştirebileceği yeterli boşluk bulunmaz.
Çok istasyonlu soğuk başaçma yönteminin değeri, birden fazla değişimi aşamalara ayırarak yönetmekten kaynaklanır:
Önceki istasyonlar uygun hammadde şeklini hazırlar;
arası istasyonlar malzemenin gideceği noktalara doğru yönlendirir;
sonraki istasyonlar ise boyutları, konturları ve yerel detayları tamamlar.
Örneğin, büyük flanşlı bir ürün öncelikle daha kalın ve küçük bir ön şekilli başlık oluşturur, ardından yavaş yavaş dışa doğru açılır ve son olarak flanş boyutu tamamlanır.
Bu yaklaşım yalnızca istasyon sayısını artırmak değil, her istasyonun yalnızca bir ana görev üstlenmesini sağlamaktır.
Çok istasyonlu soğuk başaçma makinesinin çalışma sahası: Ürün farklı istasyonlar arasında adım adım şekillendirilmektedir.
IV. İstasyon sayısı ne kadar çok olursa o kadar mı iyi?
Hayır, pek de öyle değil.
İşlem adımları mantıklı biçimde düzenlenmemişse, malzeme önce bir önceki istasyonda dışa doğru akabilirken, sonraki istasyonda tekrar içe doğru sıkıştırılabilir; az önce oluşmuş bölgeler yeniden büyük ölçüde değiştirilerek, deformasyonun daha da yoğunlaşmasına yol açabilir.
İşlem adımlarının uygunluğunu değerlendirmek için şu üç soruya bakılabilir:
Malzeme her adımda esas olarak nereye akıyor?
Yan yana iki adım arasındaki malzeme akış yönleri sürekli mi?
Bazı adımlar birdenbire şeklin büyük kısmını oluşturma görevini üstleniyor mu?
Güzel bir şekillendirme rotası, malzemenin son şekline adım adım yaklaşmasını sağlar; malzemenin yönünün defalarca değişmesini değil.
V. Neden aynı malzeme farklı bir ürün üretildiğinde farklı davranır?
Malzemenin temel özelliği onun şekil değiştirebilme yeteneğidir; bu yeteneğin nasıl kullanılacağını ise ürünün yapısı belirler.
Sıradan cıvatalar için gereken şekil değişimi nispeten hafif olduğundan, malzemede hâlâ geniş bir rezerv bulunur; ancak büyük başlı, ince flanşlı, derin delikli veya karmaşık kademe özellikli parçalar üretildiğinde, aynı malzeme artık mevcut proses koşulları altında şekillendirme sınırına yaklaşmış olabilir.
Bu nedenle:
Sıradan ürünlerde üretim normal seyrinde ilerliyorsa, bunun karmaşık ürünler için de mutlaka geçerli olduğu kanıtlanmaz;
karmaşık ürünlerde anormal durumlar ortaya çıkarsa, bunun hemen malzemenin kalitesizliğine işaret ettiği varsayılamaz;
malzeme, ürün yapısı ve şekillendirme rotası birlikte değerlendirilmelidir.
6. Sahada nasıl arıza giderimi yapılmalıdır?
Son işlem konumundaki çatlayan ürünle sınırlı kalmayın.
Daha etkili yöntem, her işlemin numunelerini sırayla dizip karşılaştırarak incelemektir:
Anomaliler ilk olarak hangi işlem konumunda ortaya çıkmıştır?
Hangisinde çap veya yükseklikte en büyük değişim meydana gelmiştir?
Malzeme belirli bir noktada aniden birikmiş midir?
Flanş, başlık veya delik duvarı kademeli olarak mı şekilleniyor?
Ön şekillendirme şeklini ayarladığınızda anomalilerin bulunduğu konum değişiyor mu?
İlk birkaç işlem konumunda zaten eşit olmayan malzeme akışı söz konusuysa, son kalıp genellikle sadece sorunu büyütüp dışa vurur.
Bu durumda yalnızca malzeme değiştirerek ya da son kalıbı defalarca düzelterek asıl sorunu çözmek pek mümkün değildir; daha çok önceki aşamalardaki malzeme dağılımının uygunluğunu kontrol etmek gerekir.
Mühendis bakışı
Ürün çizimleri bize nihai şeklin ne olması gerektiğini söylerken, işlem adımlarına ait numuneler ise malzemenin oraya nasıl ulaştığını gösterir.
Malzeme yeteneği temel dayanaktır; ürün yapısı varış noktasını belirler; şekillendirme işlem adımları ise malzemenin hedefe ulaşmak için hangi yolu izleyeceğini belirler.
Sekizinci bölümde tek bir cümleyi hatırlamanız yeterlidir:
Malzemenin soğuk başa dövülmesinin kolaylığı yalnızca malzemenin kendisine bağlı değil, aynı zamanda ürünün onun nereye ve kaç aşamada akmasını istediğine de bağlıdır.
Creation Group Grubu, soğuk başa dövülmeye uygun malzemeyi değerlendirirken yalnızca malzeme sınıfını,Özellikler ve test verilerini dikkate almaz; ürün çizimlerini, ham malzeme çapını, işlem konumu sayısını ve her işlem adımına ait numuneleri de göz önünde bulundurarak karar verir.
Eğer siz de “Aynı malzemeyle sıradan ürünler kolayca şekillenirken, farklı bir yapıdaki ürünlerde sorunlar ortaya çıkıyor” gibi bir durumla karşılaşıyorsanız, lütfen ürün çizimlerini, malzeme özellikleri, işlem adımlarına ait numuneleri ve anomalilerin bulunduğu konumları bana gönderin. Sizin için öncelikle malzeme kapasitesinin yetersiz mi, yoksa deformasyonun uygunsuz işlem konumlarında mı yoğunlaştığını tespit edebilirim.
Sonraki bölüm duyurusu
Dokuzuncu bölüm: “Aynı malzeme ve kalıp kullanılırken, neden farklı bir ekipman kullanıldığında performans farklı oluyor?”
Sonraki bölümde ekipmanın rijitliği, teğetsel doğrultulama hassasiyeti, yağlama sisteminin sağlanması ve sürekli üretim sırasında ısı dengesi gibi unsurların gerçek proses aralığını nasıl etkilediği üzerinde durulacaktır.